Theo kế hoạch, đến năm 2020, chương trình phát triển vật lý sẽ hình thành đội ngũ giảng viên có trình độ cao ở các trường đại học, cao đẳng. Tỷ lệ giảng viên vật lý có bằng tiến sĩ ở các đại học trọng điểm đạt trên 50%. Các hướng nghiên cứu vật lý có thế mạnh của Việt Nam sẽ được chú trọng phát triển để nhanh chóng đạt trình độ tiên tiến, nâng cao vị thế của vật lý Việt Nam trên trường quốc tế.

Đề án đặt ra đến năm 2020, số công trình công bố trên các tạp chí quốc tế uy tín bình quân đạt 30% mỗi năm. Hình thành các trung tâm nghiên cứu và đào tạo vật lý tiên tiến được quốc tế công nhận. Một số hướng vật lý hiện đại cũng cần triển khai nghiên cứu, làm nòng cốt cho sự phát triển các lĩnh vực khoa học công nghệ đa ngành, ứng dụng thành tựu của vật lý vào sản xuất và đời sống...

Với các mục tiêu trên, Chương trình phát triển vật lý xác định định hướng ưu tiên cho nghiên cứu cơ bản của ngành vật lý gồm Vật lý lý thuyết và tính toán, vật lý các chất đậm đặc và chất mềm, quang lượng tử và quang tử học, vật lý hạt nhân. Nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng của ngành vật lý sẽ được ưu tiên phát triển.

Theo đề án, nhà nước sẽ đặt hàng xây dựng các nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp quốc gia theo một số hướng vật lý hiện đại; mở rộng tham gia nghiên cứu tại các trung tâm nghiên cứu vật lý quốc tế; thành lập Trung tâm vật lý quốc tế được UNESCO công nhận và bảo trợ; khuyến khích các nhà khoa học là người Việt Nam ở nước ngoài và các nhà khoa học quốc tế tham gia vào hoạt động nghiên cứu và đào tạo ngành vật lý.